大規(guī)模動(dòng)態(tài)森林場(chǎng)景模擬技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、森林是自然場(chǎng)景的重要組成部分，森林場(chǎng)景的模擬在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中占有重要地位，但由于森林場(chǎng)景中樹木模型復(fù)雜、數(shù)量眾多，且樹木受風(fēng)力作用后的動(dòng)態(tài)效果涉及到復(fù)雜的物理力學(xué)系統(tǒng)，難以進(jìn)行精確和實(shí)時(shí)模擬。這使得大規(guī)模動(dòng)態(tài)森林場(chǎng)景的模擬一直以來都是虛擬自然景觀領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
　　本文在樹木以及森林場(chǎng)景模擬已有研究成果的基礎(chǔ)上，使用Cook-Torrance光照模型和預(yù)計(jì)算的半透明紋理增強(qiáng)了葉片的顯示效果，并使用Euler-Berno

2、ulli梁模型擬合導(dǎo)出的多項(xiàng)式結(jié)合偏移修正的方式，實(shí)現(xiàn)了枝干的快速形變計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，在GPU中實(shí)現(xiàn)了逐層次形變動(dòng)畫的計(jì)算，使用采樣二維噪聲貼圖的方式實(shí)現(xiàn)了了枝干擺動(dòng)以及葉片振動(dòng)的模擬。
　　在處理大規(guī)模場(chǎng)景的繪制時(shí)，依據(jù)場(chǎng)景的特點(diǎn)，將視景體投影到水平面，運(yùn)用四叉樹結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了視景體內(nèi)物體的快速剔除。使用結(jié)合替代物的混合渲染方式實(shí)現(xiàn)了樹木的LOD繪制，在不影響最終顯示效果的同時(shí)簡(jiǎn)化了遠(yuǎn)處場(chǎng)景的計(jì)算，提高了場(chǎng)景計(jì)算和顯示的實(shí)時(shí)性。<